ارزیابی ریسک روگذری سد تبارک آباد بر پایه تحلیل فراوانی یک متغیره و دو متغیره سیلاب

از میان دلایل مهم شکست سد خاکی روگذری عمده ترین دلیل است. در تحلیل شکست سد به علت روگذری تحلیل عدم قطعیت و محاسبه ریسک ضروری است. در این پژوهش کاربرد تحلیل ریسک شکست سد خاکی بر اثر سرریز شدن آب از بدنه سد بر پایه تحلیل فراوانی یک متغیره و دو متغیره سیلاب با استفاده از توزیع لوگ نرمال برای سد خاکی تبارک آباد واقع در خراسان رضوی بررسی شده است. نتایج تحلیل فراوانی دو متغیره سیلاب در شش هیدروگراف جریان ورودی و با در نظر گرفتن v qp– (ترکیب دبی و حجم سیلاب) برای دورۀ بازگشت های توام 50، 100 و 200 سال ارائه شده است. ریسک روگذری بر اساس تحلیل فراوانی تک متغیره سیلاب و برای همۀ هیدروگراف های حاصل از تحلیل فراوانی دو متغیره و شش تراز اولیۀ آب در مخزن با درنظرگرفتن دبی اوج سیل، تراز اولیه آب و ضریب دبی سرریز به‌عنوان متغیرهای غیرقطعی ارزیابی شده است. برای انجام تحلیل عدم قطعیت از روش شبیه سازی مونت کارلو و تکنیک نمونه گیری لاتین هایپرکیوب استفاده شده است. نهایتاً، نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از هر دو روش تحلیل فراوانی سیلاب یک متغیره و دومتغیره در دورۀ بازگشت‌های مختلف با هم مقایسه گردید. نتایج نشان داد که ریسک روگذری برآورد شده در همۀ دورۀ بازگشت ها بر اساس تحلیل فراوانی سیلاب دو متغیره بیشتر از روش تک متغیره بوده که خطرات بیشتری به همراه دارد. همچنین هیدروگراف v1q که دارای بیشترین حجم سیلاب بوده، در همۀ ارتفاع ها از ریسک بیشتری نسبت به بقیه هیدروگراف ها برخوردار است. در برآورد ریسک روگذری بر اساس تحلیل فراوانی یک متغیره و دو متغیره، بالارفتن تراز آب در مخزن، نسبت به استفاده از سیلاب‌های با دورۀ بازگشت طولانی تر، منجر به روند افزایش ریسک محسوس‌تری خواهد شد، به‌طوری‌که در ارتفاع 66 متری تراز سطح آب، مقدار ریسک روگذری برای سد بسیار بالا است.

Overtopping Risk Evaluation of TabarakAbad Dam based on Univariate and Bivariate Flood Frequency Analysis

Among the most important causes of dam failure, overtopping is the main causes. Analysis of dam failure due to overtopping is essential to calculate the failure risk considering the uncertainties. In this study, the application of risk analysis for earth dam failure due to overtopping based on univariate and bivariate flood frequency analysis has been investigated using lognormal distribution for the TabarakAbad earthfill dam located in Khorasan Razavi province of Iran. Considering Qp – V combinations (flood peak discharge flood volume) for the joint return periods of 50, 100 and 200 years, the results of the bivariate flood frequency analysis have been proposed in the form of six inflow hydrographs. The overtopping risk has been evaluated based on the univariate flood frequency analysis for all hydrographs resulted from bivariate frequency analysis with different return periods and six initial depth of water in the reservoir, considering quantile of flood peak discharge, initial depth of water in the reservoir and discharge coefficient of spillway as uncertain variables. Uncertainty analysis is conducted using Monte Carlo simulation method and Latin hypercube sampling technique. Finally, comparison of univariate and bivariate flood frequency analysis within different periods indicates that bivariate flood frequency analysis method resulted in greater estimated overtopping risk values in all return periods which is accompanied with higher degree of risk. Also, the V1Q hydrograph, which has the highest volume of flood, is associated with a higher risk in all waterlevels in comparison to other hydrographs. Moreover, to evaluate overtopping risk based on univariate and bivariate frequency analyses, the increasing trend of risk values for rising water level in the reservoir is more tangible than that of increasing return periods. So that at the water level of 66 meters, overtopping risk for the dam is very high.